近年来，随着不同的癌症生物标志物被发现，人们提出需要根据肿瘤组织学以外的因素对其进行重新分类。得益于偶联过程中的工程改进以及新型连接子和有效载荷的引入，一些新型的抗体药物偶联物（ADC）已经被批准用于治疗实体瘤。由于许多表面靶点在各种癌症组织学中都有表达，再加上现代ADC的显著活性，该类药物的组织学适应症不断扩大。
本文总结了美国食品和药物管理局（FDA ）目前批准的以实体瘤为重点的ADC，并讨论了ADC适应症的多组织学扩展所带来的挑战和机遇。
ADC的关键发展历程
ADC由三个关键部分组成：单克隆抗体（MoAb）、连接子和有效载荷。虽然有效载荷可以是任何类别的抗癌药物，但到目前为止，ADC的发展主要是探索细胞毒性产品。在此意义上，目前批准的ADC可以被看作是靶向化疗药。
20世纪80年代，第一批ADC用于人类癌症的临床试验结果令人失望：毒性高且无疗效。2011年，维布妥昔单抗被批准用于治疗经典霍奇金淋巴瘤和系统性无性大细胞淋巴瘤。2013年，人类表皮生长因子受体2（HER2）靶向ADC ado-trastuzumab emtansine（T-DM1）被批准用于治疗转移性乳腺癌（BC），成为首个被批准用于治疗实体肿瘤的ADC。此外，几种新型ADC在具有共同表达靶向抗原的多种肿瘤类型中表现出明显的抗肿瘤活性（图1）。
图1. 用于治疗实体瘤的ADC的关键发展历程
目前已获批的ADC在实体瘤中的临床适应症
自2013年以来，FDA已经批准了4种ADC用于治疗实体瘤的6个适应症。
表1.目前批准用于治疗实体瘤的ADC的活性和毒性
ADC在实体瘤中的广泛抗肿瘤活性
除上述适应症外，目前获准用于实体瘤的4种ADC也在其他组织学亚型中表现出活性（图2）。HER2过表达、Trop-2、Nectin-4和其他多种抗原也在多种癌症类型中表达，研究者因此提出假设：针对此类抗原的ADC可以在各种实体恶性肿瘤中获得广泛的活性。
图2. 三种ADC在多种晚期癌症患者中的客观反应率（ORR）[如果没有公布的数据或<10名相同组织学的患者使用该治疗，则活性定为不适用（NA）]
HER2 ADC
Trastuzumab emtansine（T-DM1）
在FDA批准用于治疗BC后，T-DM1已被评估用于其他多种HER2阳性实体瘤，但迄今为止，结果大多不理想。值得注意的是，T-DM1在一项2期试验中显示了治疗携带HER2突变的晚期非小细胞肺癌（NSCLC）的初步活性（ORR，44%），因此目前NCCN对该适应症为2A类推荐。
Trastuzumab deruxtecan（T-DXd）
与T-DM1相反，T-DXd在BC和GC以外的HER2阳性肿瘤以及一些HER2低表达的癌症中表现出令人鼓舞的疗效。
在开放标签的2期DESTINY-Lung01试验（NCT03505710）中，T-DXd也显示了对HER2突变NSCLC的抗肿瘤活性，以及较小程度上对HER2过表达NSCLC的抗肿瘤活性。在HER2突变NSCLC患者中（n = 91），ORR为55%，疾病控制率（DCR）为92%。各亚组疗效一致，中位随访13.1个月后，中位无进展生存期（mPFS）为8.2个月。在HER2过表达NSCLC（IHC评分，2+或3+；n = 49）中，ORR为24.5%，DCR为69%，mPFS为5.4个月。ORR不受HER2 IHC表达影响（ORR，IHC 3+患者为20%，IHC 2+患者为25.6%）。安全性与之前的报告一致。在HER2突变型队列中，26.4%的患者出现间质性肺病（ILD）；而在HER2过表达队列中，8例患者出现ILD。
Trastuzumab duocarmazine
Trastuzumab duocarmazine由曲妥珠单抗通过可裂解的连接子与强效烷化剂seco-DUBA偶联组成，药物抗体比（DAR）为2.8:1，有可能引起旁观者效应，在HER2阳性和HER2低表达的癌症中也显示出活性。1期试验共有185例晚期癌症患者参加；在剂量扩大阶段，只有在IHC检测中表达HER2的肿瘤患者参加（n = 146）。在广泛的肿瘤组织学中观察到了抗肿瘤活性，观察到的ORR在HER2阳性BC为33%，子宫内膜癌为39%，mUC为25%，GC为6%。在HER2低表达的BC中也显示出活性，ORR为28%~40%，取决于激素受体表达水平。
维迪西妥单抗
维迪西妥单抗是由一种人源化的抗HER2抗体通过可裂解的连接子与单甲基奥瑞他汀E偶联而成，允许产生旁观者效应。在晚期HER2阳性BC（ORR，31%）、胃食管癌（ORR，20%）和HER2过表达mUC（ORR，51%）的患者中显示出良好的抗肿瘤活性。此外，与其他新型抗HER2 ADC类似，维迪西妥单抗在48例HER2低表达BC患者中显示出相关活性，显示出39.6%的ORR和5.7个月的mPFS，在IHC 2+/FISH阴性的肿瘤和IHC 1+的肿瘤中都观察到反应。
Trop-2 ADC
戈沙妥珠单抗
IMMU-132-01 1/2期篮子试验（NCT01631552）评估了戈沙妥珠单抗治疗至少一种标准治疗难治的转移性上皮性癌症患者。495例患者被纳入，包括TNBC（n = 108）、小细胞肺癌（n = 64）、NSCLC（n = 54）、激素受体（HR）阳性BC（n = 54）、mUC（n = 45）、CRC（n = 31）和其他癌症类型。除了TNBC和mUC（该药已获FDA批准），戈沙妥珠单抗在HR阳性BC（ORR，31%）、小细胞肺癌（ORR，17.7%）、NSCLC（ORR，16.7%）和子宫内膜癌（ORR，22.2%）中显示出活性。
Datopotamab deruxtecan
Datopotamab deruxtecan（Datopotamab-DXd）由DXd通过可裂解的连接子与Trop-2导向的MoAb连接而成，目前正在1期TROPION-PanTumor01研究（NCT03401385）中测试，招募了多种实体瘤患者，最近报道的研究结果表明，其可能对一种以上的疾病有活性。125例接受该治疗的NSCLC患者的ORR为26%，大多数反应持久，DCR为75%~79%，取决于药物剂量。该药物安全性总体可控，主要为非血液学AE，33%的患者发生≥3级AE，最常见的是口腔炎、疲劳和贫血。然而，在接受最高药物剂量治疗的NSCLC患者中，高达15%的患者出现ILD，其中3例致命；而在TNBC患者中没有观察到ILD。
ADC临床研发——从多组学1期试验到篮子试验的转变
经过几十年以组织学为中心的癌症治疗，最近出现了基于肿瘤分子特征进行癌症治疗的范式。这一概念最初在1期剂量探索研究中建立，传统的研究在不考虑肿瘤组织学的情况下招募癌症患者来确定最佳药物剂量。在ADC的首次临床经验中也存在这种模式，如20世纪80年代在无论肿瘤来源的腺癌患者中测试的抗体长春新碱偶联物KS1/4-DAVLB的1期研究，或抗Lewis Y药物免疫偶联物BR96-doxorubicin的1期试验，该试验招募任何Lewis Y表达的癌症患者。然而，在这些试验中观察到的很少的抗癌活性和显著毒性。
T-DM1的早期发展则不同，其首次人体1期研究仅限于HER2阳性的转移性BC患者，而与正常组织相比，HER2受体在癌细胞上的过度表达是几个数量级的。在该研究中观察到的T-DM1的可观疗效（ORR，44%）和总体安全性在以后的阶段性试验中得到证实，使该制剂成为第一个被批准用于实体瘤患者的ADC。选择将T-DM1的早期试验限制在BC患者身上，使该制剂得以快速发展，1期试验报告和FDA批准之间相隔小于3年。
而T-DM1在其他HER2过表达癌症类型中的后续试验取得了次优的临床活性。这种因组织学不同而产生不同活性的原因在于：空间和时间HER2异质性、肿瘤基础基因组复杂性以及在特定肿瘤组织学中损害药物输送和活性的肿瘤微环境的关键差异。尽管如此，最近ADC设计中的生物工程创新至少部分地克服了这些限制，使得ADC适应症扩大，表明新型ADC在多种肿瘤类型中有抗肿瘤活性。
由于具有高DAR、可裂解的连接子和能引起旁观者效应的膜渗透性载荷（图3），新一代的ADC理论上可以在任何表达抗体分子靶向抗原的肿瘤中发挥抗癌活性。这一理论的正逐步被新型ADC在各种癌症类型中的多种临床试验证明，此外，正在进行的几项篮子试验可能进一步证实该理论（表2）。
图3：（中）ADC示意图，蓝色为抗体，绿色为连接子，红色为有效载荷。（左）新型ADC的主要特征和（右）其对未来药物研发的可能影响。（A）抗体，大多数获批的ADC依赖于IgG1骨架，与IgG2和IgG4相比，IgG1具有相似的血清半衰期，但具有更高的补体成分1q（C1q）结合能力（即补体固定）和片段可结晶区γ受体（FcγR）结合度。抗体详情：蓝圈表示极其适用；绿圈表示非常适用；黄圈表示适用；红圈表示不适用。（B）连接子，连接子的选择决定了ADC的大部分药代动力学（PK）特性以及安全性和疗效概况。（C）主要的有效载荷及其特性。
表2. 正在进行的新型ADC的部分篮子试验
难题——ADC活性的预测性生物标志物
根据ADC的作用机制，可以预期靶向抗原应该在癌细胞膜上过量表达，以实现抗肿瘤活性。T-DM1的首次人体试验是在HER2明显过表达的BC患者中进行的，HER2过表达通过IHC检测或通过FISH检测直接证明，当T-DM1在HER2低表达或HER2阴性的患者中测试时，其抗肿瘤活性则小得多。
然而，新型抗HER2 ADC对HER2低表达的肿瘤显示出相关的活性，与我们解释这种肿瘤基因的靶向性的传统方式相反。例如，T-DM1在HER2表达的NSCLC患者中显示出很少的活性，但在HER2突变的NSCLC患者中却显示出令人鼓舞的活性，而与HER2蛋白表达无关。 表明在肺癌中用ADC治疗HER2时，HER2突变可能是比HER2表达更可靠的生物标志物。
戈沙妥珠单抗和enfortumab vedotin在已知过表达靶向抗原（Trop-2和nectin-4）的疾病中进行了测试，优于传统化疗。例如，ASCENT试验的生物标志物分析显示，在Trop-2高表达或Trop-2中表达的TNBC患者中，戈沙妥珠单抗的ORR和PFS是Trop-2低表达患者的两倍，与临床前观察一致。虽然这些数据没有改变实践，但由于戈沙妥珠单抗在所有表达亚组中的表现都优于化疗，未来有更多治疗选择时，可能会使生物标志物的选择与临床决策更加相关。另外，更好的Trop-2评估方法有利于进一步完善临床选择患者的能力。
总之，使用ADC的最佳生物标志物似乎是针对每种化合物的，同样的生物标志物（如HER2低表达）根据ADC的特点表现出不同的可操作性；除IHC表达之外的其他生物标志物可能有助于在特定的癌症类型中选择使用ADC的患者（如NSCLC中的HER2突变）；即使是在没有生物标志物选择的情况下开发和批准的ADC，其活性似乎也取决于靶点的表达，因此有必要进一步探索预测性生物标志物，以提高其治疗价值并协助临床决策。
探索未知——ADC时代的最佳排序
随着针对同一抗原或针对不同抗原但携带类似有效载荷的多种ADC的迅速增加，确定ADC在临床上可用时的最佳排序将成为新的挑战。数据表明，连续使用针对同一抗原的不同ADC可能可行。例如，T-DXd在DESTINY-Breast01试验中表现出良好的抗肿瘤活性，尽管所有患者都接受过另一种HER2靶向ADC（T-DM1）的治疗。同样，trastuzumab duocarmazine在大部分（80%）预处理过T-DM1的患者群体中表现出显著活性。
如上所述，保持疗效的部分原因可能是新型ADC与T-DM1相比所携带的有效载荷的作用机制不同。对具有类似有效载荷的不同ADC进行排序的尝试正在进行中，例如，datopotamab DXd的1期试验招募了预处理的TNBC患者，其中一些患者之前接受了戈沙妥珠单抗治疗（也针对Trop-2，并携带一个拓扑异构酶I抑制剂作为有效载荷）。了解携带类似有效载荷的ADC是否可以依次使用，可能对HR阳性BC的治疗特别有意义：T-DXd和戈沙妥珠单抗在经过预处理的晚期HR阳性BC患者中显示出很高的反应率，且目前两者在都在开展3期研究。如果出现阳性结果，两种含有拓扑异构酶I抑制剂的不同ADC可能会被用于治疗预处理的HR阳性BC患者。
T-DM1目前已被批准用于治疗HER2阳性BC患者，这些患者在使用他汀类药物后病情有所好转，他汀类药物与DM1类似，通过破坏微管发挥作用。因此，使用类似化学治疗剂的不同策略仍可能获得持续的抗肿瘤活性，甚至是在ADC排序的情况下。
ADC毒性——靶向化疗仍然是化疗
将细胞毒性药物与MoAbs偶联的主要目的是实现有效载荷的靶向递送，扩大治疗窗口并最终减少化疗相关的毒性。目前可用的ADC只能部分实现这一目标。
ADC在体内循环时有3种不同的成分：偶联物（占绝大多数）、裸抗体和未偶联的有效载荷分子。与每个ADC的结构有关的具体特征影响这3种成分的相对比例，从而决定能够自由循环并诱导脱靶毒性的未偶联有效载荷的剂量。药代动力学研究表明，T-DM1的这部分成分是最小的，这可能与化疗有关的系统性副作用的低发生率有关。同样可以解释为什么新型ADC活性增强的同时观察到的毒性更高。
事实上，较高的DAR以及可裂解连接子使更高比例的未结合的细胞毒扩散到循环中，与T-DM1相比，T-DXd和戈沙妥珠单抗观察到的循环未偶联的有效载荷剂量增加了10~100倍。 在大多数新型ADC的临床试验中都观察到中度到高度的中性粒细胞减少、脱发和胃肠道副作用，包括T-DXd、戈沙妥珠单抗、enfortumab vedotin和trastuzumab duocarmazine。像传统化疗一样，药物基因组学检测对ADC的作用也正在出现。例如，在患有TNBC且UGT1A1*28等位基因纯合子的患者中，观察到戈沙妥珠单抗组重度中性粒细胞减少症的发生率增加了一倍以上，表明药物基因组学检测可能有助于该ADC（可能还有其他ADC）的剂量选择。值得注意的是，有效载荷之间的药理差异可能会影响ADC的整体毒性：例如，与其他喜树碱类药物相比，DXd含有额外的F环，可以增加有效载荷在血液中释放的稳定性，这可能是DXd荷载ADC与SN38荷载ADC相比，血液学毒性降低的原因。
然而，未偶联的有效载荷并不能解释ADC的所有毒性。根据靶向抗原，每种药物也可确定特异性靶向、非肿瘤副作用，而其他毒性的作用机制仍待确定。例如，最近出现了多种偶联物的相关毒性，即潜在的致命ILD。在T-DXd或Datopotamab-DXd的试验中，有高达15%的患者出现ILD，包括2%~3%的致命结果。同样，trastuzumab duocarmazine也显示出重大ILD风险，在TULIP试验中，有7.8%的患者出现任何级别的ILD，包括致命病例。对犬猴的研究表明，肺泡内巨噬细胞对偶联物的吸收，可能是造成该副作用的原因。
另外，尽管新型ADC具有潜在的不区分肿瘤类型的活性，但组织学特异性因素仍可能影响药物的毒性。与免疫治疗类似，潜在的疾病可能会影响副作用的范围。实现足够的临床活性所需的ADC剂量往往在不同的癌症类型之间变化，也不可避免地影响毒性。最后，类似于在进行免疫治疗后接受靶向治疗的患者中观察到的情况，先前对患者进行的治疗可能会影响ADC的毒性范围。
未来展望
ADC可能在多种癌症组织学中实现抗肿瘤活性，而确定多种肿瘤类型所共有的抗原是最重要的。这种抗原应该具有特定的特征，使其适合于用ADC进行靶向治疗：在肿瘤（高表达）和正常组织（低/无表达）之间的不同表达、表面位置以及配体相互作用后的内化。目前正在开发计算机模拟策略，使用RNA测序和蛋白质表达数据来预测最适合靶向的抗原，为未来ADC的设计提供信息，助力开发癌症的抗原图谱，并确定最有可能受益于特定偶联物的组织学。
值得注意的是，向癌细胞靶向递送分子的可能性最近已经扩大到了化学治疗药物有效载荷之外。例如，目前正在进行放射性核素结合的MoAbs的早期临床试验，目的是选择性地传递放射性载荷。在这方面，钇-90偶联的Pcadherin靶向抗体90Y-FF-21101的1期数据显示，其在几种肿瘤类型中具有良好的毒性和临床活性，观察到的临床获益率为73%。此外，正在尝试将ADC与免疫刺激分子结合，以诱导靶向抗肿瘤免疫反应和/或与免疫检查点抑制协同作用。传统化疗有效载荷的偶联也取得进展，携带双重不同有效载荷的ADC最近显示出在HER2阳性BC模型中克服HER2异质性的能力。
另一策略是将有效载荷与双特异性抗体结合。例如，抗HER2双特异性抗体zanidatamab在超过10种共同表达HER2的肿瘤类型中显示出最佳的耐受性和重要的活性。通过将auristatin有效载荷与zanidatamab相连接，获得了新型化合物ZW49，这是一种双特异性ADC，目前正处于早期测试阶段，将zanidatamab的通路破坏能力与细胞毒性分子的靶向传递相结合。这种联合用药可能导致zanidatamab活性在组织学上进一步扩大。
最后，与其他抗癌药物的合理组合有可能改善ADC的活性范围，涉及ADC的多种组合策略正在探索中。潜在的协同作用可以通过几种方式实现。例如，通过利用ADC介导的免疫原性细胞死亡来提高免疫治疗药物的活性，或者通过药理学诱导ADC靶向抗原的上调。
结论
ADC首次获批用于治疗实体瘤不到十年，目前正在经历该治疗策略的空前扩展。工程上的改进使新型ADC具有更强的效力和特异性，使可针对的实体瘤范围得以扩大。同时也带来新的挑战，包括确定预测ADC活性的最佳生物标志物和毒性管理。如果这些挑战得到充分解决，下一个十年可能兴起新一轮不区分肿瘤组织学类型治疗的浪潮，将极大地扩展我们治疗癌症的能力，并有望转化为患者的具体临床获益。
Tarantino P, Carmagnani Pestana R, Corti C, et al. Antibody-drug conjugates: Smart chemotherapy delivery across tumor histologies. CA Cancer J Clin. 2022 Mar;72(2):165-182. doi: 10.3322/caac.21705. Epub 2021 Nov 12. PMID: 34767258.
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